新工科背景下金屬材料專業(yè)外語“金課”教學改革與實踐

張海礁 周長海 孫儉峰

摘? 要：新工科背景條件下，培養(yǎng)具有國際競爭力的綜合知識型人才是當代高等教育中面臨的重要挑戰(zhàn)，同時針對具有工程背景的金屬材料專業(yè)學生的培養(yǎng)提出了新的要求?；诨ヂ?lián)網(wǎng)模式下翻轉(zhuǎn)教學模式的探索為金屬材料工程專業(yè)英語教學奠定了基礎，實現(xiàn)金屬材料專業(yè)外語向“金課”的轉(zhuǎn)變，使學生成為教學環(huán)節(jié)的參與者、實踐者，并成為新時代奮斗路上的建設者。

關(guān)鍵詞：新工科;互聯(lián)網(wǎng);翻轉(zhuǎn)教學;金課

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）12-0149-04

Abstract： Under the new engineering and technical disciplines， it is an important challenge in contemporary higher education to train comprehensive knowledge talents with international competitiveness. The exploration of the flipped teaching mode based on the internet model has laid a foundation for "Metal Materials Science and Engineering"， and realized the transformation of professional English to "golden course". This will guide students to become participants and practitioners in the teaching process， and builders of the new era.

Keywords： new engineering and technical disciplines; internet; flip teaching; golden course

新工科建設是應對新經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，從服務國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來發(fā)展的高度，在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）的基礎上，提出的一項持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃。新工科建設具有反映時代特征、內(nèi)涵新且豐富、多學科交融、多主體參與、涉及面廣等特點[1]，目的是培養(yǎng)終身具有可持續(xù)國際競爭力、創(chuàng)造力、實踐力和領導力的卓越工程創(chuàng)新人才。大學不但培養(yǎng)學生立德樹人的品質(zhì)，更要注重培養(yǎng)其國際視野、創(chuàng)新發(fā)展和終身學習的能力。金屬材料工程《專業(yè)英語》是一門專業(yè)性很強的應用課程，要求學生不但具有深厚的專業(yè)理論知識，而且具備扎實的英語語言基礎，教學實踐中應注重對學生理論意識、專業(yè)思維、交流方法、閱讀與撰寫能力及分析與解決問題能力的培養(yǎng)。

基于互聯(lián)網(wǎng)翻轉(zhuǎn)課堂是大數(shù)據(jù)時代新穎而高效的教學模式，這種新型線上-線下相結(jié)合的教學方法，改變了傳統(tǒng)專業(yè)類英語教學過程中以翻譯科技文獻和閱讀為主，而忽視用英語交流、表達與運用專業(yè)知識的能力，而是將學習的決定權(quán)從教師向?qū)W生過渡，教師不再是單一的“供給側(cè)”，學生不再是單一的“需求側(cè)”，而是滿足一定平衡關(guān)系的“杠桿定律”。這種動態(tài)平衡關(guān)系正是通過線上-線下相結(jié)合的教學方式，使得教師和學生之間有的放矢，充分培養(yǎng)學生自主學習能力。

課堂內(nèi)的時間，不再是教師將專業(yè)英語以“灌輸”的模式講授給學生，而是讓學生能夠更加專注于主動學習，如講授金屬材料科學與工程專業(yè)英語“晶體結(jié)構(gòu)”章節(jié)中，教師需要準備晶體結(jié)構(gòu)與點陣、缺陷等關(guān)鍵詞匯、短語、英文原版書的解讀、科技文獻中相關(guān)內(nèi)容和知識，以及慕課、動畫、ppt、課外作業(yè)等學習資源，并將其上傳至網(wǎng)絡教學平臺，讓學生在課前進行適當?shù)牧私夂蛯W習。教師在平臺上動態(tài)了解學生預復習情況。通過互聯(lián)網(wǎng)翻轉(zhuǎn)課堂模式，學生可以根據(jù)內(nèi)容需求有針對性地對學習資料進行重點復習，如在講述金屬鍵（metallic bonding）、離子鍵（ionic bonding）和共價鍵（covalent bonding）等關(guān)鍵詞時，要引導學生掌握這類專業(yè)詞匯在科研文獻和專著中所處的語意和語境，所代表含義的差別及聯(lián)系，如何掌握這類重點詞匯的記憶和運用等，激發(fā)學生提高自主學習的靈活性和主動性。共同研究基于專業(yè)知識的基礎上，如何通過查閱、比較、分析與解決學習和科研中面臨的問題，從而獲得更深層次的理解，將金屬材料科學與工程專業(yè)英語由枯燥的閱讀“水課”打造成精彩互動的“金課”。

一、注重教學環(huán)節(jié)，提高教學質(zhì)量

教學環(huán)節(jié)的掌控是提高教學質(zhì)量的重要保障。課堂上不但要求教師對每個教學環(huán)節(jié)熟記于心，同時要求能將知識點循序漸進地傳授給學生。疫情條件下，針對大部分的教學內(nèi)容由線下轉(zhuǎn)為線上，客觀條件上使得教師要針對教學方法進行較大調(diào)整。那么，這種基于互聯(lián)網(wǎng)條件下，教學環(huán)節(jié)的多樣性更賦予教師能夠?qū)⒕哂芯C合性的專業(yè)知識由淺入深，由易到難進行講解?；蚧陉P(guān)鍵知識點，讓學生通過自問、自學、自查的形式就問題進行拓展，建立自己的思維導圖，并采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法，向同學闡述自己對知識點的認知和理解，與同學互動，與教師交流，從而真正達到掌握知識的目的。這種基于互聯(lián)網(wǎng)條件下翻轉(zhuǎn)課堂教學模式探索，有望將相對“枯燥”的專業(yè)英語課轉(zhuǎn)變成“金課”。

近些年，無論線下授課還是線上教學，“金課”與“水課”的討論始終是教育系統(tǒng)關(guān)注的話題，其目的就是杜絕學生“學分課”、教師“考核課”的存在。教育部高教司司長吳巖給出的“金課”“水課”的定義是“兩性一度”是“金課”標準，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，反之，“水課”則是低階性、陳舊性和不用心的課[2]。然而，2020年突如其來的新冠肺炎疫情給授課方式與授課質(zhì)量帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，更是對“金課”與“水課”的全新考驗。授課方式全部轉(zhuǎn)為線上授課，教師面對的是“冰冷”屏幕，不再是課堂上每個朝氣蓬勃的學生個體。線上另一端學生的聽課狀態(tài)、效果完全未知。這就需要教師充分運用“杠桿定律”，動態(tài)調(diào)節(jié)方式、方法，抓住高質(zhì)量“金課”本質(zhì)，讓屏幕真正地“熱起來”?？梢愿鶕?jù)所學知識點設置討論話題，如“What is the unit cell？ Why is the unit cell important？”。鼓勵學生勇于表達，敢于發(fā)言，這樣既提高了英語運用和表達能力又鞏固了專業(yè)基礎知識。但是，無論授課方式如何改變，高質(zhì)量“金課”內(nèi)涵始終未變。“金課”與“水課”重點是在教學環(huán)節(jié)。教學是體現(xiàn)師生關(guān)系的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生能力是教學的重要任務，是一把雙刃劍，既需要教師全身心投入，也需要學生珍視課堂學習過程，因此教師要重新定位在人才培養(yǎng)過程中的角色，是否真正做到傳道授業(yè)解惑。因?qū)W生個體差異，課程的教學模式與方法不可能適合所有學生，教師應充分了解學生掌握知識情況，因材施教，真正幫助學生完成學習目標，讓學生以“主人”的身份真正融入到掌握知識、探索知識、解決問題的自主學習當中。本文通過金屬材料專業(yè)兩屆110名學生樣本調(diào)查，初步考察了教學環(huán)節(jié)過程的改變對學生知識掌握和應用情況的影響，如表1所示。

樣本一為傳統(tǒng)授課模式條件下，教學環(huán)節(jié)對學生學習意識的影響，從隨機調(diào)查的四種水平來看（簡答題-討論題-講解題-應用題），學生主觀意識對知識的掌握不夠積極，需經(jīng)過引導等環(huán)節(jié)來強化對課堂重點和難點的掌握，主觀應答率低于10%;樣本二為經(jīng)過改革教學環(huán)節(jié)后，包括線上-線下、課堂反轉(zhuǎn)、問題提出、分組討論、“我的課堂我做主”等多種教學方法相結(jié)合的方式，學生在學習意識形態(tài)上有了較大的改變，不再把專業(yè)英語看成是“頭疼課”“刷分課”，而是“我學習專業(yè)英語能給我?guī)碓鯓拥陌l(fā)展”“我能從中獲得什么，對未來的職業(yè)規(guī)劃有何促進作用”進行了認真思考，極大地調(diào)動了學生的學習熱情和主動性。通過樣本分析可知，針對金屬材料工程專業(yè)外語的課程體系的改革，學生的主觀應答率由8%提高到43.2%，說明通過不斷的持續(xù)改進不但可以極大提高學生的學習興趣，更重的是能夠讓學生通過“我要學”從而達到掌握、理解和運用知識的目的，具有觸類旁通的效果，更能夠讓本門課程成為高質(zhì)量的“金課”。

二、提煉教學重點，拓寬知識視野

一門課程能否打造成“金課”不但取決于教師對課程的理解和態(tài)度、學生的認知程度，授課過程中的“細枝末節(jié)”也十分重要，可以說“細節(jié)的成敗”決定了“金課”質(zhì)量。金屬材料科學與工程專業(yè)英語是在學生掌握一定的專業(yè)基礎知識，具備一定的英語水平基礎上，通過學習金屬的結(jié)構(gòu)、缺陷、擴散、凝固、相圖等方面的基本理論知識，并受到英語聽、說、讀、寫、譯等良好技能訓練，掌握一定的科研方法，能夠從事相關(guān)專業(yè)文獻的閱讀、翻譯、撰寫研究等工作，同時能夠表達、交流，具備一定的國際視野。能夠掌握關(guān)鍵詞匯、語句并能進行合理的表達與交流是專業(yè)英語課程的目的。課前教師根據(jù)學生預習過程中出現(xiàn)的問題，如翻譯的準確性、表達的完整性等，確定學生對相關(guān)專業(yè)英語的理解程度，對共性問題進行講解、分析、討論。課堂設置互動環(huán)節(jié)，將重點、難點以問卷的形式通過網(wǎng)絡平臺在線發(fā)送給學生，網(wǎng)絡平臺記錄學生答案，出現(xiàn)的問題現(xiàn)場討論答疑。不但增加了學生的英語表達與交流能力，強化了學生對金屬材料專業(yè)基礎知識的掌握，同時，吸引學生線上上課注意力，使學生即使在線上上課也能夠感受到自己是課堂的參與者，而不是旁聽者，真正做到“在特殊時期”停課不停學，同時對教學方法的改革也是一次認真的思考和改革過程。這一過程中教師要引導學生在課程教學中有針對性的學習，如在講解二元相圖的時候，首先要在網(wǎng)絡平臺上給出binary phase diagrams，degrees of freedom，components，equilibrium conditions等關(guān)鍵詞匯的釋義，讓學生們在基礎英語的基礎上，拓展金屬材料類專業(yè)詞匯的解讀，然后給出相關(guān)的科技英語的語句和段落，嘗試進行翻譯與理解，并結(jié)合專業(yè)基礎知識檢測翻譯的準確性，使得學生們在應用中能夠掌握關(guān)鍵知識點，激發(fā)學生積極學習思考的熱情。討論時每組都設有小組長，小組長是平臺學習的積極組織者和倡導者，能夠引領學生一起討論學習，并能夠進行總結(jié)，與其他討論組分享成功經(jīng)驗。教師也要積極參與其中，啟發(fā)學生，引導學生。學生不再是知識的被動接受者，而是主動學習者、自主建構(gòu)者和探索者[3]。科技文獻的閱讀和翻譯是專業(yè)英語學習最重要的方式之一，這種案例分析式教學方法不但能夠加深學生對專業(yè)英語的熟知程度，更能激發(fā)學生的求知欲望和科研興趣。課下，學生可針對專業(yè)方面感興趣的方向，大量收集資料，查閱文獻，以研究報告或ppt的形式進行總結(jié)，并以小組的形式，通過外語進行簡單交流，教師可跟學生一起討論分析。教師要在平臺上建立學習園地，隨時關(guān)注網(wǎng)絡平臺，定期推送相關(guān)專業(yè)英語知識，科技文獻、最新科技成果進展等，學生全方位掌握專業(yè)科技進展，并按時完成網(wǎng)絡平臺作業(yè)，教師能夠?qū)ΨD(zhuǎn)課堂的教學效果進行評價，計入學生的最終考核成績。

三、改革教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生家國情懷

傳統(tǒng)教學模式中，教師將專業(yè)性的系統(tǒng)知識傳授給學生，側(cè)重對學生的技能訓練和邏輯思維的培養(yǎng)，而針對思想道德方面的教育相對較少。通常情況下，學生思想道德教育是在思政課堂進行講授，而大學思政課時間相對集中，具有階段性，而方向性更強的專業(yè)課程很少涉及，這就使得高等教育培養(yǎng)的人才很難適應社會主義現(xiàn)代化建設的需要。因此，有必要在專業(yè)課講授過程中積極貫徹黨在新的歷史條件下的思想、方針、政策，正確樹立人生觀和價值觀，培養(yǎng)學生愛國主義情操，懷有理想和抱負，樹立遠大的人生目標，努力把學生培養(yǎng)成專業(yè)理論知識精、業(yè)務工作能力強、思想道德情操高的專門人才[4]。因此，在教學過程中教師必須進行教學方法改革，將思政課“穿針引線”地引入到專業(yè)課教學當中，引導學生樹立正確的價值觀、人生觀和世界觀，培養(yǎng)學生積極向上的家國情懷和愛國熱情。讓學生通過對專業(yè)英語的學習了解世界科技發(fā)展前沿，讓學生充分認識到只有奮斗的青春，無悔的努力才能建設強大的祖國。如在金屬材料專業(yè)英語中解析“graphite（石墨）”專業(yè)詞匯時，通過介紹“graphite”的衍生詞，如“graphene（石墨烯）”“graphdiyne（石墨炔）”等，使學生們充分了新材料發(fā)展的前沿信息，通過對專業(yè)英語的學習，能夠迅速掌握相關(guān)科技新聞、技術(shù)信息發(fā)展的最新動態(tài)，同時認識到我國科技的發(fā)展與世界發(fā)達國家之間的差距，只有通過不懈努力才能從“跟跑”成為“領跑”。另外，通過擴展思維，使同學們能夠清楚地認識到，我國雖然是石墨產(chǎn)量大國，但附加值高的石墨產(chǎn)品相當一部分還需進口，這說明我國在石墨領域的精-深加工技術(shù)還不成熟。為改變這一現(xiàn)狀，只有通過不斷努力學習，技術(shù)創(chuàng)新才能縮小同發(fā)達國家之間的差距。學生只有真正掌握所學內(nèi)容，才能認識到所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，就會意識到“幸福是奮斗出來的”內(nèi)涵與真諦，那么作為知識傳遞的方式，教學不僅僅意味著“教”與“學”，更承載著希望與未來。因此，“金課”建設的內(nèi)涵更需要課堂主體（教師-學生）開啟更深層次意義。從而激發(fā)學生們的學習熱情，培養(yǎng)高尚的家國情懷，讓同學們意識到只有通過不斷學習專業(yè)知識，投身祖國建設，才能實現(xiàn)我國的百年奮斗目標。

四、改革評價體系及考核方式，堅持可持續(xù)發(fā)展

“金課”建設最終目的是培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞男聲r代建設者。學生的“本職工作”是掌握知識、學習本領。通過一定階段課堂的學習，將對知識的理解、掌握和應用情況能夠正確付諸于生產(chǎn)和實踐當中，助力社會主義建設當中。這就要求學生在求學期間的考核評價體系科學合理，并且能夠持續(xù)改進。因此，教學評價方式不僅僅起到督導作用，更是服務、協(xié)作“金課”的“催化劑”。傳統(tǒng)的教學評價方式是通過課程結(jié)束后的期末考試，或者簡單融入一些作業(yè)、期中考試等評價方法來考查學生對知識的掌握情況，這類考核方法擺脫不了學習過程中采用機械式、充填式傳統(tǒng)學習模式，已不能適應現(xiàn)代教育理念中多角度、立體式、融合式的教育理念?！敖饘俨牧峡茖W與工程專業(yè)英語”知識面覆蓋廣，交叉學科多，并結(jié)合了專業(yè)知識和英語的聽、說、讀、寫能力，是對知識綜合運用能力要求較強的一門學科，在掌握專業(yè)基礎知識的同時，要求具有一定的國際交流和溝通能力。因此，傳統(tǒng)的、片面的采用以期末成績記分等形式，無法正確、客觀地評價學生對知識的掌握情況，更激發(fā)不了學生的學習熱情，使學生又回到了基礎英語的學習狀態(tài)，靠死記硬背來完成學習任務，久而久之產(chǎn)生厭學情緒。特別是在“疫情”期間，這種完全線上非體感式教學方法更容易讓學生產(chǎn)生乏力、枯燥的心理負擔。因此，評價體系及考試方式也應遵循“杠桿定律”，向過程考核側(cè)重，如通過專業(yè)問題的回答，可考查學生重點關(guān)鍵詞的掌握情況;通過英文文獻的閱讀與翻譯，可考查學生對專業(yè)領域的前沿進展情況的了解，并初步掌握英文文章寫作的基本規(guī)律及語句的運用;通過科技文章的寫作，可考查學生對專業(yè)英語的綜合運用能力，包括對知識點的理解、實驗方案設計、原理的闡述、結(jié)果討論等系列問題的外文描述;通過國際會議的參加與交流等都可作為過程考核的方式，考查學生專業(yè)英語的運用情況，又可考查學生對當今科技發(fā)展的最新動態(tài)及金屬材料最新科技前沿的掌握情況。

課程考核方法是“金課”評價的重要組成部分。在建設“金課”的同時，應避免“虎頭蛇尾”的課程體系，應做到“重過程、重結(jié)果、重應用”的可持續(xù)發(fā)展的教學理念，通過合適的考核評價標準來全面評估教師的“教”與學生的“學”這一融合推進教學改革不斷發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動力。

五、結(jié)束語

“金課”的打造需要潛心研究，需要師生的共同努力，尤其是應用科技型大學做好新工科建設背景前提下，針對“專業(yè)英語”這類起點高的專業(yè)課程，教師如何“上好課”“怎么上”，如何讓“金課”真正走進校園是每位教學一線工作者必須思考與解決的問題。從教學理念上進行根本轉(zhuǎn)變，改變教師課堂“獨撐門面”的單一教學方法，“模糊”教師的“教”與學生的“學”界限，全面完善考核評價體系，不僅對學生進行考核，對教師也需進行合理評價，如圖1所示。

特別是基于互聯(lián)網(wǎng)模式下的翻轉(zhuǎn)教學模式的探索，為金屬材料工程專業(yè)英語教學探索奠定了基礎，實現(xiàn)金屬材料專業(yè)外語向“金課”的轉(zhuǎn)變，這就需要每位教師從業(yè)務能力上不斷的自我提升，從思想意識上不斷的自我總結(jié)，從教研教法上不斷的自我創(chuàng)新，更需要教學方法多樣化、具體化、全面化、深度化等手段實現(xiàn)“水課”向精品課程轉(zhuǎn)換，最終成為“金課”;讓學生真正感受到自己是課堂的參與者、實踐者，能夠提出自己的想法、觀點，并設計、創(chuàng)建、構(gòu)架解決問題的方法，而不是被動的旁聽者，著力實現(xiàn)學生自主學習、自主認知、自我提升、自我充實的全面轉(zhuǎn)變。

參考文獻：

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[4]石勇.“材料科學導論”課程教學改革與實踐[J].教育理論與實踐，

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